Fiche Synthèse PFE - MARSAL Guillaume

Etudes de faisabilit du projet Cottage Darquer 121 logements collectifs Calais

Document de synthse

Auteur : MARSAL Guillaume INSA de Strasbourg, Spcialit Gnie Civil, Option Construction

Tuteur : CATOEN Jean Pierre Ingnieur Conseil et Expert en Btiment, C.E.S.E.A

Tuteur INSA Strasbourg : SCHAEFFER Claude Professeur agrg de Gnie Civil

Stage effectu : Du 25er janvier au 12 juin 2010

Guillaume MARSAL, INSA de Strasbourg, Spcialit Genie Civil Page 2 sur 5

Document de synthse Etudes de faisabilit du projet Cottage Darquer

121 logements collectifs calais

Rsum :

Mon projet traite des tudes de faisabilit du projet Cottage Darquer qui est la construction Calais dun complexe de 121 logements collectifs avec un parking semi-enterr daprs le dossier dAbsciss Architectes. Mon tude sest droule Coudekerque-Branche durant 20 semaines au sein du bureau dtudes techniques : C.E.S.E.A qui est missionn par lentreprise gnrale Ramery Btiment pour effectuer les tudes dexcutions du projet. Dans lattente de lordre de service, Ramery a souhait que le B.E.T (Bureau dEtudes Techniques) ralise le pr-dimensionnement des structures en bton arm, pour valider ses choix conomiques et techniques dtermins lors de son tude de prix, et galement pour mettre en vidence des ventuels problmes structuraux avec les solutions mettre en uvre.

Les supports utiliss pour ltude des travaux, sont les plans darchitecte de la phase projet et le C.C.T.P (Cahier des Clauses Techniques Particulires) Gros uvre.

Pour mener bien cette mission, le projet sest droul suivant plusieurs grandes tapes. La premire consiste dterminer le mode de fondation du btiment partir des contraintes lies au sol et les valeurs des essais raliss. Une autre tape importante est le calcul de la descente de charges afin dobtenir les efforts agissants sur les diffrentes lments structuraux et ainsi optimiser le rseau de fondations, les capacits portantes des fondations en seront dduites pour conforter le budget qui leurs est consacr. Pour finir, les lments structuraux tels que les poutres, dalles, poteaux, voiles sont calculs selon plusieurs variantes afin de respecter dune part les conditions structurelles, et dautre part les aspects conomiques, la faisabilit technique de lentreprise gnrale et ainsi que laspect architectural du projet. Mots cls : Btiment, Bton arm, Fondation, Conception, Etude de Faisabilit

Abstract :

My project deals with the feasibility study of the Cottage Darquer project which is the construction in Calais of 121 collective flats with a semi-buried park, according to Absciss Architects folder. The internship was a 20 weeks study for the engineering consulting firm C.E.S.E.A located in Couderkerque-Branche. This firm was chosen by Ramery Btiment to carry through execution studies. Ramery asked the engineering consulting firm to concept and to optimize the concrete structure, to confirm technical and economical choices made during the cost study, and also to enlighten structural problems and design solutions to solve them.

Documents used to perform this internship are architects project plans and the french C.C.T.P (Cahier des Clauses Techniques Particulires). This project was divided in different steps. The first one was to find the best foundation structure according to ground geology and geological tests. Then we made the calculation of every strain in the building to optimize the foundation system and its budget. Finally every structural elements as beams or walls are designed with several solutions to create the best panel of possibilities from economical, technical and architectural point of view.




Prsentation du projet La construction du projet Darquer pour le compte du Cottage Social des Flandres

correspond la cration de 121 logements collectifs destins la location. Le site se situe sur lancienne friche industriel Darquer qui est enregistre la ZPPAUP (Zones de Protection du Patrimoine Architectural, Urbain et Paysager) de Calais cause de son activit dans la dentelle ; ce qui implique de conserver une partie des faades existantes. Le projet comporte un corps principal sur lequel vient se greffer 4 ailes construit sur un parking semi-enterr. Un parc est prvu dans la partie Ouest, une partie importante de dalle haute du sous-sol sera vgtalise. Toutes les toitures du projet sont des toitures terrasses vgtalises au R+3 (3me tage) et R+5 (5me tage). Le prospect du btiment est de 4 niveaux sur les faades donnant sur la rue et de 6 niveaux sur le fond de la parcelle.

Chiffres cls :

- Parking : 5849 m - Surface habitable (45 T2, 50 T3, 26 T4) : 8189 m - Surface utile : 9335 m - Parc : 1668 m

Le montant total des travaux de gros uvre slve 8 000 000 , lentreprise gnrale en charge des travaux est Ramery Btiment.

Fondations

Une des difficults pour les fondations est la prsence deau mise en vidence lors des essais de sol raliss, amplifie par une zone de captage due une rivire souterraine proximit de lenceinte du sous-sol. Comme le btiment est construit jusquen limite de proprit il nest pas possible deffectuer un rabattement de nappe, et il faut raliser une reprise en sous-uvre des fondations existantes.

La prsence deau ncessite la cration dun cuvelage sur toute la hauteur enterre du sous-sol cause du niveau assez haut de la nappe phratique : cuvelage par minralisation du bton de 1.50 mtres. Ce qui entrane le calcul la sous pression de la dalle basse du sous-sol avec une pousse hydrostatique de 1700 daN/m. De plus, la dalle doit tre calcule en fissuration prjudiciable afin de limiter la corrosion des aciers cause de leur immersion possible. Une attention particulire est donne sur le lestage des fondations et de la dalle pour limiter son soulvement et ses contraintes de traction afin dtre conforme la rglementation dfinie dans le DTU 14.1.

Les essais in situ raliss montrent un sol de capacit portante mdiocre au niveau de lassise du sous-sol, il serait donc ncessaire dvacuer une grande quantit de terre pour atteindre un sol de capacit portante correcte pour envisager une solution de type fondation superficielle. De plus, un rabattement de nappe nest pas possible, cette solution nest donc techniquement et conomiquement pas ralisable. Pour les mmes raisons la solution des puits ft carte ds le dpart puisquil fallait les ancrer 3 mtres de profondeur par rapport au niveau dassise de la dalle basse du sous-sol. Finalement, cest la solution des pieux fors qui




est retenue, ceux-ci seront recouverts en tte par des massifs reprenant un rseau de longrines servant porter la dalle basse.

Infrastructures

La principale contrainte dans le sous-sol est la reprise des efforts importants ramens par les diffrentes ailes du btiment. Ainsi, un rseau de poteaux et de poutres a t conu pour reprendre ces charges le plus conomiquement possible tout en respectant les contraintes spcifiques au stationnement et la circulation des vhicules lgers (ouverture des portires au niveau des poteaux, profondeur de 5 m pour une place de parking, largeur des places handicaps). Comme la disposition du projet montre quun nombre important de voiles du rez-de-chausse ne tombent pas directement sur les poutres et poteaux du sous-sol, pour conserver les prdalles et de ne pas avoir une dalle de reprise dpaisseur importante, des lments de type poutres sont mis en uvre au droit de ces voiles. Lorsquils sont pleins les poutres sont retrousse ou on fait travailler le voile en paroi-flchie (poutre voile) condition que sa hauteur soit au moins gale la moiti de sa porte.

Le haut sous-sol comprenant des poutres de portes importantes avec un maximum de 11 mtres, il est ncessaire de trouver une solution pour viter la mise en uvre de dalles alvolaires, car les moyens de levage prsents sont insuffisants. En vu des faibles charges reprises par ces poutres, il a t choisi davoir recours des poutres en bton arm en T, mme si le ferraillage obtenu est important, cette solution est plus conomique puisque les prdalles ont une porte de 5 mtres entre ces poutres et quelles ne ncessitent pas de moyen de levage complmentaire.

Remarque : il est important de faire attention la stabilit au feu de lensemble des lments porteurs, afin respecter la rsistance mcanique impose de 2 heures.

Superstructures

Lensemble de la superstructure est ralis laide dlments en bton arm coul sur place. Ce choix est de lordre conomique en ce qui concerne la ralisation des lments verticaux et de lordre esthtique pour la ralisation des planchers. En effet, la mise en uvre de prdalles ncessite le colmatage des joints laide dun enduit et des fissures pourraient apparatre dans le temps.

Le projet comporte des dalles ayant des portes importantes pouvant allant dans un cas une porte de 8.30 mtres. Une premire approche a t dencastrer fortement ces dalles dans les voiles priphriques puisquelles ne travaillent pas en continuit, mais aprs ltude des voiles on remarque que cette solution nest pas conomique. En effet, ces encastrements crent des efforts de traction dans les voiles ce qui ncessitent la mise en place de 2 treillis ST30 sur la face tendue du voile (face extrieure du ct de lisolation). Il a donc t dcid dpaissir les dalles initialement prvue en paisseur de 20 cm. Cette solution est en attente de confirmation de larchitecte pour valider le respect ou non du prospect avec ses modifications.




Le corps principal du projet est constitu dun rseau de poteaux et poutres au rez-de-chausse qui reprend le R+1, R+2 et R+3. Les portes initialement prvues taient relativement importantes pour certaines traves de lordre de 9 mtres. Il est donc ncessaire de rajouter des poteaux au rez-de-chausse et au sous-sol, implants pour ne pas gner la circulation des personnes et des vhicules. Le problme majeur des poutres est que la section initialement prvue est insuffisante pour reprendre la totalit des charges en vue des faades comprenant de nombreuses trmies entre dalles. Aprs tude de plusieurs variantes la solution retenue est de mettre en uvre une poutre trs large avec des poutres de redressement qui est masque par le faux plafond prvu en dessous de la dalle haut rez-de-chausse.

La reprise du mur existant est effectue laide dun rseau de poteaux et poutres qui sont ensuite relies par lintermdiaire de platines au projet. Le mur est broch laide de boulons M12 scells dans la maonnerie laide dune rsine HILTI HIT HY-70. Ltaiement durant la ralisation des travaux est ralis laide de tours dtaiements lester par des massifs en bton leurs pieds puisque la mise en place dtai tire pousse est impossible afin de ne pas gner la circulation des riverains et permettre lexcution correcte des travaux.

Conclusion

Les tudes de faisabilit ont permis de trouver des solutions pour minimiser au maximum le cot de ralisation du parking, cependant lhypothse prise concernant le niveau de la nappe phratique proximit de la rivire souterraine est trs dfavorable. En effet, il est ncessaire de mettre en uvre un lestage important pour viter de faire travailler les pieux avec des efforts de traction importants. Ds la parution de lordre de service, il est conseill de se renseigner sur le PHEC (Plus Hautes Eaux Connues) de cette zone pour affiner ltude de la dalle basse du sous-sol et des longrines.

A contrario de linfrastructure o des conomies ont t ralises, la superstructure rvle de nombreux points non pris en compte lors de ltude de prix; par exemple : porte importante des dalles, problme de reprise du corps principal du btiment. Il sera donc ncessaire lors des tudes dexcution de tirer au maximum les ratios daciers pour faire le plus dconomie possible pour respecter lenveloppe budgtaire.